Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Робототехнические комплексы.docx
Скачиваний:
130
Добавлен:
31.05.2015
Размер:
44.31 Кб
Скачать

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский Национальный Технический Университет

Факультет Информационных Технологий и Робототехники

Кафедра «РТС»

Доклад по теме «Робототехнические комплексы»

Выпонила: Жос О.А.

Проверил: Самойленко А.В.

Минск 2010

Вступление

РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ

В последние годы происходит роботизация буквально всех сфер человеческой деятельности. Диапазон применения робототехники чрезвычайно широк:

  • - роботы вытесняют человека на производстве. Полная автоматизация многих процессов сводит участие людей в производстве к принятию важных решений и устранению возникающих неисправностей оборудования;

  • роботы используются при исследованиях космического пространства и океанских глубин;

  • с помощью роботов проводятся сложнейшие хирургические операции на мозге и сердце.

  • разработаны роботизированные протезы конечностей и некоторых внутренних органов;

  • военная техника становится все умней и самостоятельней – управление движением, контроль обстановки, прицеливание и поражение цели производит машина, а человеку остаются решение тактических задач и техническое обслуживание.

  • процесс роботизации затронул и такую специфическую область как обеспечение общественной безопасности: вот уже более 20 лет в арсенале спецслужб и полицейских подразделений находятся мобильные роботы и робототехнические комплексы.

Немного теории

До сих пор нет четкого представления о том, какую машину можно считать роботом, а какую нет. В энциклопедическом словаре роботом называется автоматическая система (машина), оснащенная датчиками, воспринимающими информацию об окружающей среде, и исполнительными механизмами, способная с помощью блока управления целенаправленно вести себя в изменяющейся обстановке. Характерной особенностью робота считается способность частично или полностью выполнять двигательные и интеллектуальные функции человека. От обычной автоматической системы (например, станка-автомата) робот отличается многоцелевым назначением, большей универсальностью, возможностью перестройки на выполнение разнообразных функций. На практике же понятие “робот” распространяют и на любые дистанционно управляемые транспортные средства, снабженные системой очувствления (как минимум, системой технического зрения).

Робот призван заменить человека в случаях, когда выполнение задачи находится за пределами человеческих возможностей либо сопряжено с чрезмерной угрозой здоровью и жизни человека, а также при недостатке профессионально подготовленного персонала для выполнения трудоемких и циклически повторяющихся задач.

Роботы можно классифицировать по:

областям применения – производственные (промышленные), военные (боевые, обеспечивающие), исследовательские, медицинские;

среде обитания (эксплуатации) – наземные, подземные, надводные, подводные, воздушные, космические;

степени подвижности – стационарные, мобильные;

типу системы управления – программные, адаптивные, интеллектуальные;

функциональному назначению – манипуляционные, транспортные, информационные, комбинированные;

уровню универсальности – специальные, специализированные, универсальные;

конструктивным признакам:

типу исполнительных приводов - электрические, гидравлические, пневматические;

типу движителя - гусеничные, колесные, колесно-гусеничные, полугусеничные, шагающие, колесно-шагающие, роторные, с петлевым, винтовым, водометным и реактивным движителями;

конструктивным особенностям технологического оборудования - по числу манипуляторов, по грузоподъемности манипуляторов, по системе координат рабочей зоны (линейная, угловая);

типу источников первичных управляющих сигналов - электрические , биоэлектрические, акустические;

способу управления - автоматические, дистанционно управляемые (копирующие, командные, интерактивные, супервизорные, диалоговые), ручные (шарнирно-балансирные, экзоскелетонные).

Человек (оператор) является в настоящее время неотъемлимой частью системы управления. Функции человека в системе управления определяют ее сложность.

В роботах первого поколения оператор активно участвует в управлении мобильным роботом на всех трех уровнях, вплоть до непрерывного ручного управления исполнительными механизмами. Это упрощает конструкцию системы управления, но усложняет работу оператора. В режиме дистанционного управления распознавание дорожных сцен, планирование маршрута и формирование команд управления осуществляется оператором, находящимся на стационарном или подвижном пульте управления. Основные недостатки дистанционного управления обусловлены наличием телевизионного и радио каналов связи, их невысокой помехозащищенностью, невозможностью сохранять режим радиомолчания, опасностью неожиданного прекращения связи в зонах радиотени.

В роботах второго поколения управление нижнего уровня возложено на бортовую систему управления роботом. Общим для роботов второго поколения является использование обратной связи как в соответствии с текущим состоянием робота, так и в соответствии с состоянием внешней среды.

Третье поколение роботов оставляет человеку только стратегический уровень: система общения с оператором сводится к выдаче задания и принятию отчета о его выполнении. Платить за облегчение жизни оператора приходится весьма дорого: автоматическая система должна обладать универсальностью, гибкостью и широтой возможностей естественного интеллекта. При этом любая решаемая системой искусственного интеллекта дополнительная задача, а тем более класс задач или ситуаций, требует не только разработки специальных алгоритмов решения, но и специализированных технических средств - новых технических органов чувств, спецвычислителей и исполнительных органов, т.е. каждая такая задача представляет собой сложную научно-технологическую проблему.

Характерной особенностью научно-технического прогресса в развитии машиностроительного производства является переход от функционирования отдельной машины к системе машин для полного изготовления изделий или группы изделий. При создании системы машин достигается автоматизация как основных, так и вспомогательных операций. При этом повышается производительность, ритмичность производства, увеличивается выпуск и улучшается качество продукции, в то же время предъявляются более высокие требования к технологичности изделий, уровню организации производства и оперативно-календарному планированию, к системе технической подготовки производства и квалификации кадров. При построении технологического оборудования с широким использованием промышленных роботов, выполняющих транспортные и (или) технологические функции, создается новый тип систем машин – робототизированные технологические комплексы (РТК).

В РТК роботы выполняют загрузку-разгрузку станков, прессов и других машин и основные технологические операции: сборку, окраску, контроль, сварку, зачистку заусенцев и т.д., для чего они оснащаются специальными инструментами.

Станочные системы различных видов, включающие одну и более единиц технологического оборудования при наличии в их составе промышленных роботов, принято называть робототизированными комплексами. Роботизированный комплекс состоит из оборудования, в пределах которого изделия перемещаются поштучно. Началом (входом) комплекса и его окончанием (вы­ходом) являются накопители различного рода.

Структура робототехнического комплекса может быть различной в зависимости от состава технологического оборудования, вспомогательных устройств промышленных роботов.

В состав робототехнического комплекса, в котором промышленные роботы выполняют транспортные функции, входят соответствующее технологическое оборудование, различного рода накопители и сами промышленные роботы. Промыш­ленные роботы могут работать совместно с отдельным оборудо­ванием (прессами, установками для сварки и т.д.). В этом случае такие операции, как сварка, окраска, сборка, могут' выполняться непосредственно на позиции входа выхода заготовки, на специальной позиции или на транспортном конвейере, имеющем тактовое перемещение.

Робототехнические комплексы различаются по характеру производства, в котором они применяются. Для вновь создаваемых производств с новой технологией разрабатывается заново все основное оборудование, а для действующего произ­водства, автоматизируемого на базе серийных промышленных роботов, изменение основного оборудования минимально.

По виду технологического процесса робототехнические комплексы могут быть для механообработки, холодной штам­повки, ковки, литья, прессования пластмасс, термической об­работки, сварки, сборки, контроля, испытания и т.д.

Робототехнические комплексы производятся по типу основ­ного технологического оборудования (полуавтоматы, автоматы с цикловым управлением, станки с ЧПУ и т.д.), типу применяе­мых роботов (числу манипуляторов, подвижности в пределах комплекса, типу управления) и числу единиц обслуживаемого оборудования.

Робототехнический комплекс (РТК) характеризуется двумя показателями: объемом партий продукции, которые могут вы­пускаться без переналадки комплекса, и номенклатурой перечнем выпускаемых видов продукции.

Компоновка робототехнических комплексов в зависимости от размещения технологического оборудования и промышлен­ных роботов может быть линейной, круговой, линейно-кру­говой.

По степени участия человека робототехнические комплек­сы могут быть двух видов: в первом человек выполняет некото­рые технологические операции (основные или вспомогатель­ные), во втором человек участвует в управлении комплексом. В первом случае робототехнический комплекс будет не авто­матическим, а автоматизированным.

Промышленные роботы используются в составе роботизи­рованных технологических комплексов (РТК), гибких произ­водственных модулей (ГПМ), роботизированных технологи­ческих линий (РТЛ), роботизированных технологических участ­ков (РТУ).